LaTeX beamer 类使用教程

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\Large\textbf{0 }\textsf{前言}

\large\textsf{0.1 }\textbf{写作目的}

beamer 是 LaTeX 提供的一种制作演示文档的工具，目前国内似乎没有一篇比较完备的原创手册。

所以想写一篇。

\large\textsf{0.2 }\textbf{感谢}

感谢 StudyingFather（详见「参考文献 3」）让我知道了 beamer 这个类。

感谢离散小波变换°给了我诸多支持与帮助。

还有网上诸多博客的作者，这里无法一一列出他们的名字，在这里一并表示衷心的感谢。

\large\textsf{0.3 }\textbf{凡例}

2022 年 10 月 1 日更新：在 TeXLive2022 环境下除了中文标点更加美观外，对下面的展示没有区别。

本文默认在 TeXLive 2021，Windows 10 环境下生成演示文档，pdf 打开工具为 SumatraPDF。

读者请保证自己在导言区调用了如下宏包：

LATEX

\usepackage{graphicx, graphics}
\usepackage{float, array, color, ctex}
\usepackage{amsmath, amssymb}
\usepackage{multicol, multirow, makecell, tabu, dcolumn}
\usepackage{fancyhdr, lastpage}
\usepackage{listings, xcolor}
\usepackage{xeCJKfntef}
\usepackage{fontspec, xunicode, xltxtra}
\usepackage{setspace}
\usepackage{geometry}

下文中「导言区」指在 document 环境外的部分。

\Large\textbf{1 }\textsf{基本使用}

\large\textsf{1.1 }\textbf{基本编译方法}

我们考虑下面的导言代码：

LATEX

\documentclass[table]{beamer}
\usepackage[UTF8, noindent]{ctexcap}
\usetheme{Szeged}
\usecolortheme{beaver}

第一行表示该文档是 beamer 类型，第二行保证了该文档能正常显示中文，第三四行设置了演示文档的主题。

主题可在 Beamer Theme Matrix 自由组合，你也可以自己编写主题，但这超出了我们的讨论范围。

LATEX

\title{Your title}
\author{Your name}
\institute{Your team}
\date{Your date}

data 留空默认为生成文件的当天的日期。

也可以使用 \and 和 \inst 命令，前者用于分开多位作者，后者用于分开多个组织。

在 document 环境中，加入如下代码：

LATEX

\frame{\titlepage} % 生成标题页

\begin{frame} % 生成目录页
	\frametitle{目录}
	
	\tableofcontents

\end{frame}

\begin{frame} % 插入空白页

	\frametitle{Something} % 一页的标题
	
	Something
	
	$x^n+y^n=z^n$

\end{frame}

键入上述代码并运行，得到下面的效果：

我们看到这里的公式很丑，怎么解决呢？

考虑在导言区加入如下代码（二选一）：

LATEX

\usefonttheme[onlymath]{serif}

\usefonttheme[math]{serif}

有如下效果：

可以看到，onlymath 仅设置了公式字体，而 math 设置了全局字体，我们在下面的展示中默认开启 math 选项。

我们可以在每页演示文档（下称一个 frame 环境及其产物为「帧」）外加入 \section 等命令，使用方法和效果与普通文档相同。

可以利用 \alert 命令把文字调为亮红色，或使用 \emph 命令将文字调为斜体。

beamer 同样支持 theorem、lemma、proof、corollary、example 等环境，但不建议直接使用，因为在国内的演示文档中过多中英文混杂不甚美观。

\large\textsf{1.2 }\textbf{目录}

我们在上面给出了目录代码。

LATEX

\begin{frame}
	\frametitle{目录}
	
	\tableofcontents

\end{frame}

你可以选择加入 [pausesections] 选项，这样就可以把目录进行分帧展示。

也可以在导言区加入如下代码：

LATEX

\AtBeginSection[]{
  \begin{frame}
    \frametitle{Contents}
    \tableofcontents[currentsection]
  \end{frame}
}

这样会在每个部分的开头显示目录，并将会高亮当前部分标题。

\large\textsf{1.3 }\textbf{分层展示}

\text{1.3.1 分层}

\pause 命令可以让内容分多次展示。

LATEX

\begin{frame}
	
	A \pause
	
	B
	
\end{frame}

上述代码中，B 会在 A 后出现。

\text{1.3.2 分层规格}

接下来我们将在 itemize 或 enumerate 环境中应用分层规格，阅读下列内容之前，请读者确保自己知道该环境的基本语法。

我们考虑下面代码：

LATEX

\begin{frame} 
	
	下面我们要证明没有最大的质数。
	
	\begin{itemize}
		\item<1-> 假设 $p$ 是最大的质数。
		\item<3-> 令 $q$ 表示 $2\sim p$ 中所有质数的乘积。
		\item<1-> 则 $q + 1$ 不会被这些质数中的任意一个整除。
		\item<2-> 但是 $q + 1$ 大于 $1$，因此可以被一些不在前 $p$ 个数中的素数整除。
	\end{itemize}
	
\end{frame}

运行后，以上内容分三张展示，

\texttt{<1->}

的意义是「从第 1 张开始」。

以上只是个例子，尖括号内可以有如下四种类型：

$x\texttt{-}$ 表示从第 $x$ 张开始显示。可以描述为区间 $[x,n]$ ， $n$ 是该帧所需的幻灯片张数。
$\texttt{-}x$ 表示在第 $x$ 张以前显示。可以描述为区间 $[1,x]$ 。
$x\texttt{-}y$ 表示从第 $x$ 张开始显示，到第 $y$ 张结束，其中 $x\le y$ 。可以描述为区间 $[x,y]$ 。
以上 3 种混合使用，用 $\texttt,$ 隔开。可以描述为组成各部分的并集。

在 \only 命令或 \uncover 命令中同样可以使用分层规格。

但需要注意的是，\only 命令会导致前后高度不同，在帧环境中，可以添加 [t] 选项。

\large\textsf{1.4 }\textbf{帧环境内的其他操作}

\text{1.4.1 更改环境}

上面（1.1）中提到，不建议直接使用 theorem 等环境，但如何利用好呢？我们有个解决方案。

我们可以在以上环境的基础上进行更改，在导言区键入以下代码：

LATEX

\newtheorem{euler}[theorem]{欧拉定理}

其中 [theorem] 是可选选项。

接下来我们在帧环境内输入：

LATEX

\begin{euler}

如果正整数 $n$ 和整数 $a$ 互质，那么就有

\[
a^{\varphi(n)}\equiv1\pmod n
\]

\end{euler}

效果：

\text{1.4.2 页面分栏}

在 columns 环境中调用 column 环境，用法同普通文档。

LATEX

\begin{columns}

	\begin{column}{.5\linewidth}
    
	\end{column}

	\begin{column}{.5\linewidth}

	\end{column}
		
\end{columns}

这个示例中，把整个页面分成了左右等宽的两列。

\text{1.4.3 插入参考文献}

使用如下代码：

LATEX

\begin{thebibliography}{1}
	\bibitem{书籍 A}[Sept, 2022]
	CSP\_Sept.
	\newblock 一本好书。
	\newblock \emph{Hanx}, 2022.
\end{thebibliography}

注意到环境内的

\texttt{\{\}}

可以乱填，也可以不填，但不能删除。

在调用该文献时使用命令 \cite{}，

\texttt{\{\}}

中填书名。

我们同样可以改变参考文献前的图标种类，考虑加入如下代码：

LATEX

\begin{frame}
	\begin{thebibliography}{}
		\begin{columns}
		\begin{column}{.5\linewidth}
			\beamertemplatebookbibitems\bibitem[Sept, 2022]{Sept2022}
			Sept.
			\newblock {\em beamer 教程}.
			\newblock 这是一个{\textbf{书籍}}图标.
			\beamertemplatearticlebibitems\bibitem[Sept, 2022]{Sept2022}
			Sept.
			\newblock {\em beamer 教程}.
			\newblock 这是一个{\textbf{论文}}图标.
			\beamertemplatetextbibitems\bibitem[Sept, 2022]{Sept2022}
			Sept.
			\newblock {\em beamer 教程}.
			\newblock 这是一个{\textbf{引文}}图标.
		\end{column}
		\begin{column}{.5\linewidth}
			\beamertemplatearrowbibitems\bibitem[Sept, 2022]{Sept2022}
			Sept.
			\newblock {\em beamer 教程}.
			\newblock 这是一个{\textbf{三角形}}图标.
			\beamertemplateonlinebibitems\bibitem[Sept, 2022]{Sept2022}
			Sept.
			\newblock {\em beamer 教程}.
			\newblock 这是一个{\textbf{球体}}图标.
			\end{column}
		\end{columns}
	\end{thebibliography}
\end{frame}

效果如下图：

请注意 \bibitem 前的各种命令及其作用效果，同时注意到我们应用了 14.2 中的页面分栏功能。

同时请读者注意 \beamertemplatearrowbibitems 命令前置的内容与名称的含义。

\text{1.4.4 插入代码}

在帧环境中开启 [fragile] 选项，即可使用 lstlisting 或 verbatim 环境进行代码插入。

我们也可以使用 \alert 命令，搭配分成规格，进行多次显示并分别高亮，不过此时需要 semiverbatim 环境。

LATEX

\begin{semiverbatim}

namespace Sept{
    \alert<3->{int plus(int a, int b)}\{
        return a + b;
    \}
    int a, b;
\}

\end{semiverbatim}

在上面这份示例中，plus 函数一行在第三张幻灯片时被显示为亮红色。

\text{1.4.5 更改字体}

在上面我们介绍了 \setfonttheme 命令美化公式字体，此外我们可以使用 \setbeamercolor 命令设置其他 beamer 字体。

语法如下：

\backslash\texttt{setbeamerfont\{}⟨beamer\textit-font\ name⟩\texttt{\}\{}⟨\text{future}⟩\texttt\}

其中 future 有如下类型：

$\texttt{size=}$ ，设置该字体的大小，可用命令 \large、\tiny 等。
$\texttt{shape=}$ ，设置该字体的形状，可用命令 \itshape（斜体）、\slshape（正斜体）、\scshape（全大写）、\upshape 等。
$\texttt{series=}$ ，设置该字体的衬线属性，可用命令 \bfseries 等。
$\texttt{family=}$ ，设置该字体的家族。但并没有什么简单的用法。
$\texttt{parent=\{}⟨\textit{parent list}⟩\texttt\}$ ，指定了该字体的父系字体（多个之间用 $\texttt,$ 隔开），该字体会继承它所有父系字体的 future，除非后面的定义里进行了覆盖。但笔者实测表明，调用该字体时，需要在前面至少调用一次它的父系字体中的至少一个。

调用 beamer 字体语法：

\backslash\texttt{usebeamerfont}\{⟨beamer\textit-font\ name⟩\texttt\}

。

\text{1.4.6 编辑讲义}

\text{\textit{1.4.6.1 论文模式}}

有时我们需要把讲义分发给读者或自己打印，此时我们需要普通的文档。但我们又懒得重新写文档，此时可以使用如下方法：

新建 .tex 文档并将原 slide 文档内容复制进来。
将 \documentclass 中的类型改为 article 或 book（不推荐使用 book）。
调用宏包 beamerarticle。
删除、调整相关内容。
编译运行。

这样我们就可以得到一份我们非常熟悉的普通文档。

\text{\textit{1.4.6.2 讲义模式}}

并不十分推荐这种方法。

我们把 \documentclass 的方括号里的内容改为 handout。由于我们需要打印，所以需要在导言区插入如下代码：

LATEX

\usepackage{pgfpages}
\pgfpagesuselayout{2 on 1}[a4paper, border shrink=5mm]

这样就会在一个页面里显示 2 张幻灯片，也可以用

\texttt{4 on 1}

替换

\texttt{2 on 1}

，当然此时需要调整纸张类型，例如改为 letterpaper 类型。

\text{1.4.7 超链接}

我们考虑如下超链接添加方式（在 article 环境下注意调用 hyperref 宏包）：

\backslash\texttt{href\{链接\}\{链接文本\}}

，该显示效果同 Markdown 的

\texttt{[链接](链接文本)}

。

注：hyperref 宏包内的「按钮」功能同样值得研究，请读者自行查找资料学习。

以上便是 0~1 的全部内容，考虑到后面内容较为深入且前面部分已经涉及到了大部分常用内容，故不展开讲解下面的内容，完整版敬请期待。

\large\textbf{X }\textsf{参考文献}

BEAMER 用户手册原版 ver 3.65
BEAMER 用户手册中译版 V3.24
[洛谷日报#229] 用 beamer 制作精美的演示文稿 - StudyingFather

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